Транспорт ионов симпорт

Каждый из этих белков имеет совершенно определенную функцию. Есть, например, белок, катализирующий одновременный и однонаправленный перенос одного протона и одной молекулы сахара (лактозы, мелибиозы, глюкозы). В таких случаях говорят о симпорте двух (или нескольких) веществ. Другие транспортные белки катализируют одновременный встречный перенос двух частиц, например одного протона и какого-то другого иона (Ма или аниона органической кислоты) в этих случаях говорят об антипорте. При переносе сахаров, сопряженном с транспортом ионов, вероятно, всегда используются ионы или Ка . У прокариот преобладает симпорт с ионами Н , у эукариот— симпорт с Ка" (рис. 7.20). [c.259]

Иногда транспорт какого-либо соединения с участием переносчика сопровождается параллельной транслокацией другого соединения в том же направлении — симпорт или в противоположном — антипорт. Примером симпорта может служить транспорт молекул глюкозы, при котором ионы На" " связываются с белком мембраны и увеличивают его сродство к глюкозе. Поскольку внеклеточная жидкость содержит больше ионов Ма , чем внутриклеточная, то вне клетки присоединение ионов Ка , а следовательно, и глюкозы происходит чаще и молекулы глюкозы транспортируются внутрь клетки. Таким образом, наряду с пассивным транспортом ионов Ма происходит симпорт глюкозы. Строго говоря, энергия, необходимая для работы данного механизма, запасается в процессе активного транспорта, т. е. при работе (Ма , К )-насоса, механизм которого рассмотрен далее. [c.445]

Симпорт - перенос одного вещества зависит от одновременного (или последовательного) переноса другого вещества в том же направлении. Например, глюкоза, аминокислоты могут транспортироваться Ма+-зависимой системой симпорта. При этом ион Ма транспортируется по градиенту концентрации (вторичный активный транспорт), а молекула глюкозы, присоединенная к тому же переносчику, против градиента концентрации. [c.61]

Источником энергии, обеспечивающим активный транспорт в клетки различных микроорганизмов, в большинстве случаев является трансмембранный электрохимический потенциал ионов водорода, который может создаваться за счет переноса электронов или распада АТФ под влиянием мембранной АТФазы. Переносчики, имеющие места связывания протонов и молекул субстрата, используют мембранный потенциал (протонодвижущую силу) для транспорта в клетку ионов водорода и питательных веществ. Связывание с протоном должно повышать сродство переносчика к субстрату, а высвобождение его от протона на внутренней поверхности мембраны — понижать это сродство. Такой совместный транспорт одним переносчиком двух субстратов в одном направлении называется симпортом в отличие от унипорта, когда переносчик транспортирует только один субстрат. Многие питательные вещества поступают в клетки микробов также за счет симпорта с ионами Na+ или К . Существует еще механизм антипорта, когда один переносчик транспортирует два субстрата, но в противоположном направлении. [c.59]

На рис. 6.8 показано, что электрический потенциал ионов Н+ (мембранный потенциал) может быть использован на транспорт катионов по электрическому градиенту против концентрационного. В свою очередь АрН служит энергетической основой для переноса через мембрану СГ, SOI и др. в симпорте с ионами Н+ (т. е. в ту же сторону) или для выкачки излишнего Na+ в антипорте с Н (т. е. в противоположные стороны). В этом случае ионы Н+ перемещаются через мембрану по концентрационному градиенту, но это перемещение с помощью специальных белков-переносчиков сопряжено с транспортом других ионов (С , Na ) против их концентрационных градиентов. Такой способ передвижения веществ через мембрану пол чил название вторичного активного транспорта. [c.262]

При всасывании из кишечника в кровь моносахариды проникают через клеточные мембраны путем облегченной диффузии, с участием специальных переносчиков. Кроме того, для переноса глюкозы и галактозы существует еще и другой способ — активный транспорт по механизму симпорта за счет градиента концентрации ионов натрия, который создается Ка,К-АТФазой (см. рис. 7.16). Этот [c.250]

НОМ направлении, называют симпортом или котранспортом. В ряде случаев наблюдается симпорт метаболитов с протоном через плазматическую мембрану бактерий (разд. 8.5). Транспорт ионов, жестко сопряженный с переносом других веществ в про- [c.32]

Транспорт аминокислот через клеточные мембраны осуществляется в основном по механизму вторично-активного транспорта. В этом случае система активного транспорта приводится в действие не путем прямого гидролиза АТФ, а за счет энергии, запасенной в ионных градиентах. Перенос аминокислот внутрь клеток осуществляется чаще всего как симпорт аминокислот и ионов натрия, подобно механизму симпорта сахаров и ионов натрия. Энергия АТФ затрачивается на выкачивание Ка /К -АТФ-азой ионов натрия из клетки, создания электрохимического градиента на мембране, энергия которого опосредованно обеспечивает транспорт аминокислот в клетку. Известен ряд сходных по строению транспортных систем (транслоказ), специфичных к транспорту аминокислот нейтральных аминокислот с небольшой боковой цепью, нейтральных аминокислот с объемным боковым радикалом кислых аминокислот, основных аминокислот, пролина. Эти системы, связывая ионы натрия, индуцируют переход белка-переносчика в состояние с сильно увеличенным сродством к аминокислоте Ка" стремится к транспорту в клетку по градиенту концентрации и одновременно переносит внутрь клетки молекулы аминокислоты. Чем выще градиент Na , тем выше скорость всасывания аминокислот, которые конкурируют друг с другом за соответствующие участки связывания в транслоказе. [c.366]

Некоторые транспортные процессы, имеющие решающее значение для организма, протекают не только при участии переносчиков, но и с затратами энергии метаболизма, поддерживающими градиенты. Это позволяет транспортировать вещества против градиентов концентрации или электрохимического потенциала. Такие процессы называют активным транспортом (см. 3, гл. V). Основное отличие активного транспорта от облегченной диффузии заключается в том, что одна из стадий активного транспорта является энергозависимой. Когда для переноса вещества используется энергия АТФ или окислительно-восстановительных реакций, транспорт называют первично-активным. Если же в качестве источника энергии используется градиент концентрации ионов, то транспорт называют вторично-активным. В отличие от предыдущего вида транспорта энергозависимая стадия этого процесса представляет собой антипорт или симпорт веществ с ионами. Более подробно системы активного транспорта рассмотрены в гл. XXVI. [c.76]

По синтез АТР - это не единственный процесс, идущий за счет энергии электрохимического градиента. В матриксе, где находятся ферменты, участвующие в цикле лимонной кислоты и других метаболических реакциях, необходимо поддерживать высокие концентрации различных субстратов в частности, для АТР-синтетазы требуются ADP и фосфат. Поэтому через внутреннюю мембрану должны транспортироваться разнообразные несущие заряд субстраты. Это достигается с помощью различных белков-переносчиков, встроенных в мембрану (см. разд. 6.4.4). многие из которых активно перекачивают определенные молекулы против их электрохимических градиентов, т. е. осуществляют процесс, требующий затраты энергии. Для большей части метаболитов источником этой энергии служит сопряжение с перемещением каких-то других молекул вниз по их электрохимическому градиенту (см. разд. 6.4.9). Папример, в транспорте ADP участвует система антипорта ADP-ATP при переходе каждой молекулы ADP в матрикс из него выходит по своему электрохимическому градиенту одна молекула АТР. В то же время система симпорта сопрягает переход фосфата внутрь митохондрии с направленным туда же потоком П протоны входят в матрикс по своему градиенту и при этом ташат за собой фосфат. Подобным образом переносится в матрикс и пируват (рис. 7-21). Энергия электрохимического протонного градиента используется также для переноса в матрикс ионов Са , которые, по-видимому, играют важную роль в регуляции активности некоторых митохондриальных ферментов большое значение может иметь и поглощение митохондриями этих ионов для удаления их из цитозоля, когда концентрация Са в последнем становится опасно высокой (см. разд. 12.3.7). [c.443]

Тот факт, что все бактерии, включая и строгих анаэробов, поддерживают на своей плазматической мембране протонодвижущую силу, свидетельствует о важной роли электрохимического протонного градиента в транспорте веществ через мембрану против градиентов их концентрации. Напримф, ионы Ка вьшосятся из бактериальной клетки по механизму Ка -Н -антипорта, заменяющему здесь Ка -К -АТРазу эукариотических клеток. Поглощение питательных веществ осуществляется у бактерий по механизму Н -симпорта необходимые метаболиты пост5 пают в клетку вместе с одним или несколькими протонами при участии специальных белков-переносчиков. Таким способом в клетку транспортируются многие сахара и больщинство аминокислот (рис. 9-36). Некоторые бактериальные транспортные белки используют для активного пфеноса веществ другие источники энергии, например гидролиз АТР или направленный внутрь клетки симпорт с Ка, но подобные примеры относительно редки. В отличие от этого в животных клетках транспорт через плазматическую мембрану внутрь клетки в основном осуществляется за счет энергии градиента ионов Ка , создаваемого Ка -К -АТРазой (разд. 6.4.10). [c.34]

Молекулы транспортируемых веществ или ионы металлов могут переноситься через мембрану независимо от наличия и переноса других соединений — унипорт, их перенос может осуществляться одновременно и однонаправленно с другими соединениями — симпорт, и, наконец, транспорт соединений может быть обусловлен одновременным и противоположно направленным транспортом другого соединения — антипорт. Симпорт и антипорт представляют собой виды котранспор-та, при которых скорость суммарного процесса контролируется наличием и доступностью для систем переноса обоих партнеров транспортного процесса (рис. 36). [c.99]

Трансмембранный обмен (антипорт) или однонаправленный транспорт (симпорт) рассматриваемых ионов осуществляют специфические переносчики. В эритроцитах примерами таких систем являются Ма/Ыа-обмен, анионный обмен, в гладкомышечных клетках и клетках сердца — Na/ a-oбмeн (рис. 39). Обменный транспорт Ыа+ ингибируется флоретином, транспорт хлора, осуществляемый белком полосы 3, — производными стильбендисульфоно-вой кислоты. Поскольку проницаемость мембраны для С1 не зависит от потенциала, можно полагать, что его транспорт осуществляется электронейтрально — в обмен на другой анион (чаще всего бикарбонат). [c.102]

Если в результате транспорта веществ через мембрану заряд не переносится, то такой транспорт называют электронейтраль-ным. Транспорт может быть электронейтральным при переносе незаряженного вещества, при симпорте катионов и анионов или при антипорте двух ионов равного заряда. Примером последнего является К+/Н+-антипорт, катализируемый нигерицином. Транспорт, связанный с переносом заряда, обычно называют элсктрогенным ( создающим потенциал ) или электрофоретическим ( использующим предсуществующий потенциал ). Поскольку эти два термина обычно применяют к одному и тому же процессу, наблюдаемому в разных условиях, можно пользоваться более общим термином электрический . [c.33]

Возникновение АрН на мембране может служить основой для вторичного активного транспорта и органических веществ. В плазмалемме обнаружены белки-переносчики сахаров, аминокислот, которые приобретают высокое сродство к субстрату только в условиях протонирования. Поэтому когда Н+-насос начинает работать и на наружной поверхности плазмалеммы увеличивается концентрация ионов Н+, то эти белки-перено-счики протонируются и связывают сахара (аминокислоты). При переносе молекул сахара на внутреннюю сторону мембраны, где ионов Н+ очень мало, Н+ и сахара освобождаются, причем сахара поступают в цитоплазму, а ионы Н+ снова выкачиваются из клетки Н+-насосом, По существу, Н+ играет в этом процессе роль катализатора. Точно так же в симпорте с ионами Н+ в клетку могут поступать и анионы. Кроме того, анионы слабых органических кислот при понижении pH на поверхности плазмалеммы могут проникать через мембрану в виде незаряженных молекул (если они растворимы в липидной фазе), так как с повышением кислотности снижается их диссоциация. [c.263]

По современным представлениям, в плазмалемме клеток-спутников (у паренхимных клеток флоэмных окончаний) функционирует Н+-помпа, направленная наружу. Закисление апопласта в результате работы Н+-помпы способствует отдаче ионов и сахарозы клетками хлоренхимы (см. рис. 8.1). Одновременно возникший градиент pH (АрН) на плазмалемме клеток флоэмных окончаний приводит к поступлению в эти клетки сахарозы в симпорте с ионами Н (Н+-сахар — ко-транспортный механизм). Трансмембранный перенос ионов Н+ в этом случае осуществляется по концентрационному градиенту, а транспорт сахарозы — против концентрационного градиента. Этот процесс обеспечивается белками-переносчиками в плазмалемме, сродство которых к сахарам возрастает при их протонировании. Поступившие в клетки ионы Н+вновь выкачиваются Н -помпой, работа которой сопряжена с поглощением ионов К+ (см. рис. 6.8). Сахароза и ионы по многочисленным плазмодесмам переносятся в полости ситовидных трубок. Сходным образом из мезофилла в сосуды флоэмы попадают аминокислоты и другие метаболиты. Описанный механизм объясняет не только накопление сахарозы в ситовидных элементах, но и то обстоятельство, что в ситовидных трубках поддерживаются высокое содержание калия и низкая концентрация протонов. Возрастание концентрации осмотически активных веществ приводит к притоку в полость ситовидных трубок воды из окружающих тканей, прежде всего из сосудов ксилемы. [c.297]

У бактерий и растений большинство систем активного транспорта, приводяш,ихся в действие ионными градиентами, используют в качестве котранспортируемого ионаН , а не Na . В частности, активный транспорт большей части Сахаров и аминокислот в бактериальные клетки обусловлен фадиентом Н " через плазматическую мембрану. Наиболее хорошо изученный пример такого рода - переносчик лактозы (пермеаза). Этот трансмембранный белок, состояш,ий из одной полипептидной цепи (длиной около 400 аминокислотных остатков), по-видимому, пересекает липидный бислой по крайней мере девять раз. Он осуш,ествляет Н "-зависимый симпорт с каждой транспортируемой в клетку молекулой лактозы переносится один протон. [c.391]

Главная функция почек заключается в образовании мочи, которое происходит в функциональных единицах почек — нефронах. Из крови в капсулу клубочка не-фрона фильтруется вода и все другие низкомолекулярные вещества плазмы движущей силой этой фильтрации является разность гидростатического давления в капиллярах клубочка и в полости капсулы клубочка. Таким образом, фильтрат капсулы клубочка (первичная моча) по составу и концентрации низкомолекулярных веществ не отличается от плазмы крови. Обратное всасывание компонентов первичной мочи в кровь, которое происходит в канальцах нефрона, имеет избирательный характер. Избирательность определяется наличием специфических транспортных белков при этом многие вещества всасываются против градиента концентрации, т. е. путем активного транспорта. Основной движущей силой этого переноса служит градиент концентраций ионов Ка и К , создаваемый Na,K-ATФaзoй, а вместе с этими ионами по механизмам симпорта или антипорта перемещаются и другие вещества. Таким путем в канальцах почек образуется окончательная моча, отличающаяся от плазмы крови по концентрации растворенных веществ (табл. 14.2). [c.389]

Зависящие от Na симпорт широко используется в животных клетках для накопления аминокислот. В некоторых клетках, наприлер в микроворсинках щеточной каемки книечника (рис. 36.13), посредством симпорта осуществляется активный транспорт сахаров. Кроме того, в тонком кищеч-нике существует специализированный Ма -зависимый симпорт, обеспечивающий перенос ионов СГ против градиента концентрации. Во многих клетках ионы натрия служат также движущей силой в процессах антипорта, направленных на выведение ионов кальция. Таким образом, градиент концентрат ионов натрия, создаваемый (Na + К )-АТРазой, обеспечивает энергией большинство симпортов и антипортов 8 животных клетках. [c.313]

Для ряда транспортных систем непосредственным источником энергии служит не гидролиз АТР, а градиент концентрации ионов. Так, активный транспорт глюкозы и аминокислот в ряде животных клеток сопряжен с одновременным входом Ма такой процесс называется котранспортом. Одновременный вход Ка и глюкозы обеспечивается специфическим симпортом. (Ка + К )-насос создает тот фадиент концентрации ионов Ка, который необходим для сопряженного входа Ма и глюкозы. У бактерий, как правило, непосредственным источником энергии для симпортов и антипортов служит градиент концентрации Н, а не Ма. Например, активный транспорт лактозы, осуществляемый пермеазой для лактозы, сопряжен с входом протона в бактериальную клетку. Этот транспортный процесс протекает за счет протонодвижущей силы, генерируемой переносом электронов по дыхательной цепи. Бактериям свойствен и иной тип транспорта, а именно так называемая транслокация фупп в этом случае происходит модификация растворенного вещества в процессе переноса. Так, фосфотрансферазная система, переносящая сахара, фосфорилирует их (например, глюкозу в глюкозо-6-фосфат) по мере поступления в клетку. Донором фосфорильной Фуппы в этом процессе служит фосфоенолпируват. Фосфорилирование опосредовано тремя разными ферментами и небольшим белком (НРг) - переносчиком фосфорильной Фуппы. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология